專利名稱：滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于加熱設(shè)備領(lǐng)域，涉及了功能材料摩擦生熱、水力發(fā)電加熱和太陽(yáng)能集熱器加熱技術(shù)，具體地說(shuō)是一種滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器。
由于燃?xì)馐綗崴骱碗姛崾綗崴骶柘某Ｒ?guī)的能源，帶來(lái)環(huán)保及安全隱患等問(wèn)題，令消費(fèi)者在使用熱水器時(shí)需要付出燃?xì)饣螂娏Φ荣M(fèi)用，增加了消費(fèi)者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，隨著世界能源等資源的日益短缺，以及能源價(jià)格的不斷上漲，全球人民均為此付出了較大的經(jīng)濟(jì)和環(huán)保代價(jià)。由于太陽(yáng)能熱水器因受氣候的限制，陰雨天以及附近高樓對(duì)陽(yáng)光的阻擋，造成照射的陽(yáng)光不足和安裝時(shí)屋頂占用面積較大，同時(shí)，由于建筑設(shè)計(jì)等觀念上的滯后，推廣太陽(yáng)能熱水器在一定程度上遇到了障礙。
1)本技術(shù)設(shè)計(jì)由于采用了管道水的自然沖擊力的原理，在進(jìn)水口入水的水沖力作用下，滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體互相碰撞且撞至傳熱管道腔壁后又互相碰撞，如同搖珠抽獎(jiǎng)時(shí)的滾珠不斷滾動(dòng)一樣，在滾動(dòng)的過(guò)程中，不斷被自來(lái)水等管道水的水沖力推動(dòng)產(chǎn)生循環(huán)碰撞，滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體與滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體之間，水分子與水分子之間，水分子與傳熱管道腔壁之間，特別是滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)部的摩擦發(fā)熱滾動(dòng)物與摩擦發(fā)熱滾動(dòng)物之間，以及摩擦發(fā)熱滾動(dòng)物與滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)壁之間，產(chǎn)生激烈摩擦并發(fā)熱，并傳熱至管道腔的水中，并通過(guò)水的流動(dòng)將第一階段的第一級(jí)傳熱管道腔內(nèi)的輕微熱的水進(jìn)入到第二級(jí)的傳熱管道腔繼續(xù)加熱，因管道的連通作用，管道腔的水的沖擊力幾乎保持不變的速度繼續(xù)進(jìn)入到下一級(jí)管道腔，令水逐級(jí)被加熱升溫，到達(dá)第N級(jí)時(shí)，水溫被加熱到符合沐浴的水溫度要求。通過(guò)將自來(lái)水的流動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿姆绞娇梢源蟠蠊?jié)約常規(guī)能源，大大降低家庭等用戶的能源消耗，既環(huán)保又節(jié)約家庭的經(jīng)濟(jì)開(kāi)支。
2)為了進(jìn)一步提高熱效率，縮短加熱的時(shí)間，在初始階段安裝太陽(yáng)能集熱器，并在室內(nèi)加裝儲(chǔ)水箱和循環(huán)管道，通過(guò)水的密度差進(jìn)行自然循環(huán)加熱，令本熱水器具備前置熱水的作用。
3)為增加本產(chǎn)品的加熱效果，在第二階段的第N級(jí)傳熱管道腔上方安裝第三階段的微型水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)，將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽⒃跓崴鲀?nèi)安裝電熱器對(duì)水作進(jìn)一步加熱。
4)由于結(jié)合以上三種技術(shù)，本品可如同安裝空調(diào)一樣將之安裝在建筑物的外墻上，不受太陽(yáng)能熱水器受放置于屋頂因占用面積等限制。雖然外墻日照的時(shí)間受到一定限制，但由于采用了以上幾個(gè)方面的技術(shù)進(jìn)行加熱，本熱水器的熱效率得以大大提高，基本上可以滿足沐浴的水溫度要求，即使因陰雨天氣的影響達(dá)不到沐浴的水溫度，保溫儲(chǔ)水箱水的溫度都要比自來(lái)水的溫度要高，只要經(jīng)過(guò)第二階段的摩擦加熱滾動(dòng)物的激烈摩擦生熱，即可滿足要求。功能材料摩擦加熱原理及技術(shù)要求原理本發(fā)明的熱水器技術(shù)，它利用了自來(lái)水管道連通的特點(diǎn)，以管道水的自然沖擊力做動(dòng)力，作用于滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體進(jìn)行搖滾式摩擦生熱，因滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)部為空心狀態(tài)，處于真空或空氣或特殊氣體狀態(tài)，滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)部放置了摩擦系數(shù)大，易摩擦生熱的功能材料----“摩擦加熱滾動(dòng)物”，形成了“球中球”的滾動(dòng)摩擦效果，并將被加熱的滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體的熱量傳至傳熱管道腔的水中，實(shí)現(xiàn)傳熱管道腔中的水的溫度一級(jí)比一級(jí)逐漸提高，也就是說(shuō)，第二級(jí)比第一級(jí)的水溫度要高，第三級(jí)的水溫度要比第二級(jí)的水溫度要高，依此類推，直至第N級(jí)為止，從根本上解決熱水器要消耗常規(guī)能源以及太陽(yáng)能熱水器受天氣影響造成水的溫度不高的問(wèn)題。技術(shù)要求1)每一級(jí)的管道水進(jìn)水口入口的口徑適當(dāng)收窄，以保證管道水對(duì)滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體的沖擊力。
2)摩擦加熱滾動(dòng)物、滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體以及傳熱管道腔內(nèi)壁采用摩擦系數(shù)符合要求的、極易摩擦生熱的無(wú)毒功能材料。
3)滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)部為空心狀態(tài)，內(nèi)部為真空或特殊氣體或空氣狀態(tài)，以增加摩擦生熱效果。
4)傳熱管道腔的外壁腔采用透光隔熱材料或真空材料，避免熱量的散失。
5)熱水器的有關(guān)配件如軟管等采用保溫性能良好的材料。本發(fā)明產(chǎn)生的有益效果為本發(fā)明能夠?qū)⒆詠?lái)水的水沖力由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，是一種完全不使用常規(guī)能源的熱水器。它從根本上解決了使用常規(guī)能源產(chǎn)生環(huán)境污染和能源消耗以及太陽(yáng)能因天氣和安裝不方便引起的問(wèn)題，既可節(jié)省能源保護(hù)環(huán)境，又可降低使用者的經(jīng)濟(jì)成本。
圖3為

圖1的左視圖如圖所示第一階段1為連接管道水的進(jìn)水閥，2為太陽(yáng)能儲(chǔ)水箱，3為連接通道，4為儲(chǔ)水箱壁，5為太陽(yáng)能儲(chǔ)水箱保溫水，29為太陽(yáng)能集熱器的吸熱材料，30為太陽(yáng)能集熱器中的水管。
第二階段6為進(jìn)水閥門，7為傳熱管道腔，8為傳熱管道腔的原水，9為滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體，10為滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)壁，11為滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體外壁，12為摩擦加熱滾動(dòng)物，13為傳熱管道腔熱水，14為傳熱管道腔內(nèi)壁，15為傳熱管道腔外壁，16為隔熱材料，17為第一階段與第二階段的連接口。
第三階段18為管道水入口，19為水輪機(jī)觸水轉(zhuǎn)動(dòng)漿，20為水輪機(jī)不觸水轉(zhuǎn)動(dòng)漿，21為水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸，22為發(fā)電機(jī)，23為管道壁，24為水輪機(jī)，25為電熱器，26為花灑水閥，27為熱水出口，28為電線。
(一)熱水器原始狀態(tài)所有水閥均處于閉合狀態(tài)。
(二)前置太陽(yáng)能加熱過(guò)程當(dāng)太陽(yáng)能集熱器29將熱量吸收并將熱水循環(huán)至儲(chǔ)水箱2中。
(三)自來(lái)水滾動(dòng)摩擦加熱的過(guò)程
當(dāng)打開(kāi)連接太陽(yáng)能儲(chǔ)水箱2或自來(lái)水或二次供水等管道水管道，開(kāi)啟進(jìn)水閥1及熱水器淋浴花灑水閥26時(shí)，因自來(lái)水的水流動(dòng)沖力的推動(dòng)，滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體9之間特別是滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體9內(nèi)部的摩擦加熱滾動(dòng)物12之間產(chǎn)生較激烈的摩擦并產(chǎn)生熱量，將熱量傳至傳熱管道腔7的水中，這就是第一級(jí)的過(guò)程，第一級(jí)的水繼續(xù)進(jìn)入到第二級(jí)進(jìn)行加熱再升溫，直至第N級(jí)加熱至符合沐浴的水溫度為止。(四)水力發(fā)電并加熱的過(guò)程為了令水的加熱效果更加顯著，在第三階段安裝微型水輪機(jī)24和發(fā)電機(jī)22將水的動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑼ㄟ^(guò)電熱器25對(duì)水進(jìn)一步加熱。使用本熱水器的一些基本條件凡具備城市或農(nóng)村自來(lái)水供水或二次供水的用戶，只要管道水的水壓達(dá)到1-4公斤/平方厘米之間或以上標(biāo)準(zhǔn)，該熱水器即可實(shí)現(xiàn)較理想的加熱效果。
權(quán)利要求
1.滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于該熱水器集合了太陽(yáng)能集熱器加熱方式，功能材料摩擦加熱方式于一體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于該熱水器含有發(fā)電和加熱裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于該熱水器的太陽(yáng)能集熱器的儲(chǔ)水箱(5)通過(guò)管道連接傳熱管道腔(7)，傳熱管道腔(7)通過(guò)管道連接水輪發(fā)電機(jī)腔，水輪發(fā)電機(jī)腔通過(guò)管道連接熱水出口(27)；太陽(yáng)能集熱器的儲(chǔ)水箱(5)內(nèi)有電熱器(25)，傳熱管道腔(7)內(nèi)有滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體(9)，水輪發(fā)電機(jī)腔內(nèi)有水輪觸水轉(zhuǎn)動(dòng)漿(19)，水輪觸水轉(zhuǎn)動(dòng)漿(19)轉(zhuǎn)軸連接發(fā)電機(jī)(22)，發(fā)電機(jī)(22)的輸出電端通過(guò)電線(28)連接電熱器(25)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于該熱水器在功能材料摩擦加熱方式中采用了滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體(9)，滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體(9)內(nèi)部為空心，其內(nèi)部含有摩擦加熱滾動(dòng)物(12)，摩擦加熱滾動(dòng)物(12)由輕質(zhì)復(fù)合材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器，其特征在于該熱水器的傳熱管道腔(7)為一級(jí)或多級(jí)連接，傳熱管道腔(7)的內(nèi)外壁中使用了隔熱材料(16)。
全文摘要
本發(fā)明屬于加熱設(shè)備領(lǐng)域，涉及了功能材料摩擦生熱、水力發(fā)電加熱和太陽(yáng)能集熱器加熱技術(shù)，具體地說(shuō)是滾動(dòng)摩擦加熱式太陽(yáng)能熱水器。本熱水器的前置部分以太陽(yáng)能集熱器加熱、儲(chǔ)水，再利用自來(lái)水的水流動(dòng)的沖力推動(dòng)滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體，并對(duì)滾動(dòng)物加熱倉(cāng)體內(nèi)的摩擦發(fā)熱滾動(dòng)物作循環(huán)搖滾碰撞，摩擦生熱，再傳熱加熱水，為了增加熱的效率，在第三階段安裝水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)和電熱器對(duì)水進(jìn)一步加熱。本發(fā)明能夠?qū)⒆詠?lái)水的水沖力由動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，是一種完全不使用常規(guī)能源的熱水器，既可節(jié)省能源又保護(hù)環(huán)境，能降低使用者的經(jīng)濟(jì)成本，它將得到廣泛應(yīng)用。
文檔編號(hào)F24H1/00GK1445492SQ0311359
公開(kāi)日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月20日
發(fā)明者唐偉釗 申請(qǐng)人:唐偉釗